Виды океанографических наблюдений

1. Виды океанографических наблюдений

Стационарные
1. Береговые
2. С
неподвижных
платформ
Стандартные
1. Регулярно
проводимые
наблюдения в строго
определенных
точках: суда погоды,
стандартные и
вековые разрезы и
т.д.
Дистанционные
1. С летательных
аппаратов
2. С искусственных
спутников Земли
Специальные
Все другие виды
работ
ориентированные
на выполнение
специальных
задач
3. Автономные
буи
Способы получения океанографической информации:
- контактные
- и неконтактные.

2. Способы выполнения океанографических работ

Способы выполнения
Недостатки
Достоинства
1. На ходу судна
Малая точность и невозможность
повтора (проверки)
Охват больших пространств за
короткое время
2. С судна в дрейфе (все виды
работ)
Дрейф судна и, соответственно,
данных
Высокая точность измерений
3. С судна стоящего на якоре
Сложность постановки на больших
глубинах
Наивысшая точность измерений
4. С неподвижных и дрейфующих
льдов
Невозможность повтора в одних
координатах
Высокая точность измерений
5. С неподвижных свайных
оснований
Сложность постановки на больших
глубинах
Наивысшая точность измерений
6. С буйковых станций
Сложность постановки на больших
глубинах
Наивысшая точность измерений
7. С подводных лодок и аппаратов
Дрейф судна и, соответственно,
данных
Высокая точность измерений,
Невозможность выполнения
некоторых видов наблюдений
8. С летательных аппаратов
Не большая точность, но есть
невозможность повтора
Охват больших пространств за
короткое время
9. С искусственные спутники Земли
Малая точность и невозможность
повтора (проверки)
Охват больших пространств за
короткое время

3.

Судовые технические средства геоэкологического мониторинга морской среды
1 – многолучевой эхолот
2 – сейсо-профилограф
3 – гидрологический зонд
4 – зонд-профилограф
5 – гидрооптический зонд
6 – акустический комплекс
7 – биоокеанологический
комплекс
8 – метеокомплекс
9 - измеритель приповерхностного ветра и волнения
10 - батискаф

4.

Современные исследовательские буи зарубежных фирм
1 – большой нестабилизированный буй; 2 – малый буй-волнограф (Норвегия); 3 – СТД-зонды; 4 –
седиментационные ловушки; 5 – донная геофизическая станция; 6 – малый стабилиз. буй; 7 – большой
стабилиз. буй; 8 – притопленный буй; 9 – стабилиз. метеобуй; 10 – буй «Triton» -метео- гидро.

5. Особенности океанографической информации

• Неравномерность распределения во
времени и в пространстве (порождается размерами
объекта исследования и технической сложностью проведения океанографических работ)
• А это многократно усложняет обработку
информации (фактически полное отсутствие длительных рядов
наблюдений (притча + Кольский меридиан), большое влияние на гидрохимическое
состояние биоты, а это очень сложный математический аппарат (значит, нужны
суперкомпьютеры) и слабое приближение к действительности (фрагментарность)

6.

7.

Стандартные разрезы и районирование шельфовой зоны Сахалина

8.

Схема стандартных гидрологических разрезов
в шельфовой зоне Хоккайдо

9.

Схемы выполнения гидрологических работ в 1944 году
японскими исследователями

10.

Схемы выполнения гидрологических работ в 1993 году
японскими исследователями

11.

Схемы выполнения гидрологических работ
с 1940 по 1993 годы японскими исследователями

12. Изученность Охотского моря (количество станций по месяцам)

13. Осреднение по квадратам (5·5º ; 1·1º и т.д.). Дополнительно весовая функция определения центра: - по площади; - по дате.

14.

Состав и количество глубоководных наблюдений, выполненных в
отдельных районах шельфовой зоны острова Сахалин
за период 1948 - 1994 гг. (с учетом рейдовых)
Район/Параметр
Tw°C
S‰
O2
pH
Alk
Залив Анива
7 106
4 844
1 985
1 047
1 448
Пролив Лаперуза
2 818
2 345
998
785
427
Юго-восточный шельф
7 824
6 052
2 995
2 766
1 963
Северо-восточный шельф
4 394
4 364
1 979
1 864
928
370
257
124
119
95
22 266
15 571
5 958
5 877
3 921
44 778
33 433
14 039
13 358
8 782
PO4
NO2
SiO3
НУ
Фенолы
1 479
1 503
1 583
1 399
1 375
311
337
357
328
298
1 465
1 355
1 583
1 340
1 324
Северо-восточный шельф
794
847
862
594
571
Сахалинский залив
89
82
88
166
166
2 892
2 903
2 954
2 365
2 325
7 030
7 027
7 427
6 192
6 059
Сахалинский залив
Татарский пролив
Всего:
Залив Анива
Пролив Лаперуза
Юго-восточный шельф
Татарский пролив
Всего:

15.

Состав информации, использованной в
ГИС «Сахалинский шельф»
Район/Параметр
Tw°C
S‰
O2
pH
Залив Анива
4 288
2 703
603
581
Пролив Лаперуза
1 719
1 540
677
438
Юго-восточный шельф
4 257
3 322
1 753
1 297
Северо-восточный шельф
1 293
1 154
789
485
Татарский пролив
6 802
4 762
2 354
1 566
18 359
13 480
6 176
4 367
Alk
PO4
NO2
SiO3
-
257
263
295
Пролив Лаперуза
26
145
103
167
Юго-восточный шельф
499
424
385
466
Северо-восточный шельф
179
226
250
259
Татарский пролив
280
440
456
463
984
1 492
1 457
1 650
Всего:
Залив Анива
Всего:

16.

Полученные таким образом
средние значения использовались для построения
графиков годового хода
элементов на каждой станции для всех стандартных
горизонтов. По этим графикам делались предварительные оценки характерных
особенностей годового хода,
анализировались (отбраковывались) данные, выходящие за внешние барьеры,
и перепроверялись выходящие за внутренние. Напомним, что между внутренними
барьерами содержится около
99 %, а между внешними –
99,9997 % элементов выборки.
Оценка центра проводилась
в зависимости от количества
наблюдений в окне: по медиане – при 5 ≤ N ≤ 10, по
трехсрединному значению
при 10 ≤ N ≤ 40, и по среднему арифметическому при
N > 40. Табулирование средних значений элементов
проводилось на каждую
пентаду.

17. Преимущества: - значительное повышение возможности и надежности контроля данных; - повышение детализации (зональной на

порядок);
- хранение расчетных данных
в 3-х мерных матрицах
по районам;
- исключение искажения
данных за счет большой
длительности выполнения
судовых съемок.
Недостатки:
- ограниченность наблюдений
на стандартных разрезах
на акваториях Мирового ок.;
-

18.

Программно-техническая реализация электронного Атласа
Обработка исходных массивов
Исходный
массив
данных
Den
Filter
Biselekt
Div 2
Oxi
Bounds
Current
Spl.
Вычи
слен
ие
сред
них
знач
ений
Практическая реализация
Grd.
Подг
отовк
а
трех
мерн
ых
масс
ивов
Atlas
Graphic
Bian
Raz
SGR
Files
Matrizy
Блок
подготовк
и данных
Блок расчета
специальных
параметров
Блок табличного представления
данных
NiroPro
Расчет
аномалий
Новые программы

19. Установка и запуск электронного Атласа на РС

Temperature
Salinity
Density
Oxygen (ml/l)
Oxygen (%)
pH
Phosphates (mg/l)
Nitrites (mg/l)
Silicates (mg/l)
Anomaly
Current (cm/s)
Первые 12 строк отведены для обозначения
параметров, которые включены в базовый файл.
Эти надписи будут прописаны возле
пронумерованных в порядке возрастания 12
виртуальных кнопок на второй странице
электронного атласа. Отсутствие подписи у
соответствующей кнопки автоматически делает
ее неактивной (в данном примере кнопка № 12).
1 2 9 3 5 4 6 7 8 88 11 12
в строке 13 через пробел прописываются номера
параметров, под которыми эти параметры
включены в базовый файл (см.табл.1);
в строке 14 указывается количество изолиний (от 6
до 50), с помощью которых можно наиболее наглядно
отобразить пространственную картину изменения
соответствующего параметра на
соответствующую дату;
30
С:\Atlas\Month.dat
С:\Atlas\Coor
С:\Atlas
FX1
в строках 15-17 необходимо прописать пути:
к директории, где находятся сама программа,
базовый файл и его название с расширением .dat;
к директории, где находится файл с координатами
станций;
к директории, где находятся служебные рисунки
программы;
в строке 18 указывается тип матричного
принтера (для струйных и лазерных принтеров
опция не работает);
в строке 19 указан номер рабочей иглы матричного
принтера (для струйных и лазерных принтеров
опция не работает).

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

Рис.П.5.35. Интерфейс программы «NiroPro»

42.

43.

Восстановленный
годовой ход
температуры
воды (°С) на
стандартных
горизонтах
(слева) и ее
вертикальное
распределение
по сезонам на
средних
станциях (по
центру).
Справа –
распределение
средних
многолетних
значений
температуры
воды по
сезонам на
меридиональн
ом разрезе В
(142° 52´ в.д.) в
прол. Лаперуза

44.

Формат записи океанографической станции
№
Наименование параметра
Позиции
Описание параметра
1
Условный номер параметра
1-2
1 – температура; 2 – соленость;
4 – величина pH; 3 – кислород, мл/л;
5 – кислород, %; 6 – фосфаты;
7 – нитриты; 8 – силикаты;. 9 – плотность
2
Номер района
3-4
1 – залив Анива; 2 – пролив Лаперуза;
3 – юго-вост. Шельф; 4 – Татарский пролив
5 – северо-восточный шельф
3
Номер разреза
5-6
См. рис.8.1, прилож.
4
Год наблюдения
8-9
Для осредненных данных проставлен 00
5
Месяц
10-11
Ведущие нули проставляются
6
День
12-13
Ведущие нули проставляются
7
Номер станции
14-16
8
Значение параметра на поверхности
20-24
9
Значение параметра на глубине 10 м
25-29
10
Значение параметра на глубине 20 м
30-34
11
Значение параметра на глубине 30 м
35-39
12
Значение параметра на глубине 50 м
40-44
13
Значение параметра на глубине 75 м
45-49
14
Значение параметра на глубине 100 м
50-54
15
Значение параметра на глубине 150 м
55-59
16
Значение параметра на глубине 200 м
60-64
17
Значение параметра на глубине 300 м
65-69
18
Значение параметра на глубине 400 м
70-74
19
Значение параметра на глубине 500 м
75-79

45.

46. Резюме

• Разработана модель электронного
атласа сахалинского шельфа на основе
вычисления режимных характеристик в
точках со строго фиксированными
координатами, что позволило на прядок
увеличить точность расчетов и в разы
повысить детализацию графического
представления данных (работа в
режиме реальной даты)